SMD LED 23-22C/S2BHC-B30/2A Datasheet - 2.3x2.2mm - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - Brilliant Orange & Blue - English Technical Document

1. 產品概述

23-22C/S2BHC-B30/2A是一款緊湊型表面黏著LED元件，專為高密度電路板應用而設計。它提供兩種不同的晶片類型：採用AlGaInP材料發出亮橙色的S2晶片，以及採用InGaN材料發出藍色的BH晶片。兩種版本均封裝於水透明樹脂中。其主要優勢包括相較於導線架LED顯著減小的佔位面積，有助於終端產品小型化、降低儲存需求，並適用於自動化組裝製程。該元件符合關鍵的環境與安全標準，包括RoHS、EU REACH及無鹵素要求。

1.1 核心特色與目標市場

該LED封裝於8mm載帶上，並收納於直徑7英寸的捲盤中，使其完全兼容高速自動貼片設備。其設計適用於標準紅外線與氣相迴焊製程。相同封裝尺寸內的多色發光能力提供了設計靈活性。其主要目標應用包括消費性電子產品中儀表板、開關及LCD顯示器的背光，以及電話、傳真機等通訊設備的狀態指示燈。其通用特性也使其適用於各種空間受限的指示與照明任務。

2. 技術參數深度解析

本節根據絕對最大額定值與電氣-光學特性表中所定義的規格，對電氣、光學及熱性能參數提供詳細且客觀的分析。

2.1 絕對最大額定值

兩種晶片類型之最大反向電壓 (VR) 額定值均為 5V。連續順向電流 (IF) 額定為 25mA。然而，峰值順向電流 (IFP) 能力有所不同：S2 (橘色) 晶片可在 1/10 工作週期、1kHz 條件下處理 60mA 脈衝，而 BH (藍色) 晶片在相同條件下可處理 100mA。這表明基於 InGaN 的藍光 LED 具有更高的瞬態電流耐受度。S2 晶片的功率耗散 (Pd) 額定值為 60mW，BH 晶片則為 95mW，反映了半導體材料不同的熱特性。工作溫度範圍規定為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍則稍寬，為 -40°C 至 +90°C。

2.2 在Ta=25°C下的電光特性

在10mA正向電流的標準測試條件下，兩款晶片的典型發光強度(Iv)均為22.5mcd，根據分檔結構定義，最大值可達57.0mcd。視角(2θ1/2)為寬廣的130度，這是反射器式SMD封裝的典型特徵，能提供廣泛的漫射照明。S2晶片的典型峰值波長(λp)為611nm，主波長(λd)為605nm，屬於橙色光區域。BH晶片的典型峰值波長為468nm，主波長為470nm，是藍色LED的特徵。光譜帶寬(Δλ)方面，S2為17nm，BH為25nm。正向電壓(VF)是一個關鍵參數：S2晶片的典型VF為2.0V（最小1.7V，最大2.4V），而BH晶片的典型VF為3.3V（最小2.7V，最大3.7V）。這種電壓差異對於電路設計至關重要，特別是在多色或並聯驅動配置中。在VR=5V下的反向電流(IR)，S2規定最大為10μA，BH則為50μA。

3. 分檔系統說明

LED的發光輸出在製造過程中自然存在差異。為確保終端使用者獲得一致的產品，會將產品依性能分檔。

3.1 發光強度分檔

數據手冊定義了兩個主要的發光強度分檔，適用於 S2 和 BH 兩種晶片類型，測量條件為 IF=10mA。分檔代碼 1 涵蓋 22.5mcd 至 36.0mcd 的範圍。分檔代碼 2 涵蓋 36.0mcd 至 57.0mcd 的較高輸出範圍。註記說明發光強度容差為 ±11%，此容差適用於每個分檔內部。此分檔機制讓設計師能根據亮度需求選擇合適的 LED，並有助於在陣列中維持一致的外觀。

4. 性能曲線分析

雖然PDF文件在第4頁和第5頁指出存在S2和BH晶片的典型電光特性曲線，但文本內容中並未提供具體的圖形數據。通常，這類曲線會說明正向電流與發光強度之間的關係（I-I曲線）、正向電壓與正向電流的關係（V-I曲線），以及環境溫度對發光強度的影響。這些曲線對於理解LED在非標準操作條件下的行為至關重要，例如在非10mA電流驅動或高溫環境下工作。設計師應查閱完整的圖形數據手冊，以準確模擬其特定應用中的性能表現。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝外型尺寸

本元件採用 23-22C 封裝外型。除非另有說明，尺寸單位為公釐，標準公差為 ±0.1mm。此封裝為表面黏著元件，配有反光杯以提升光輸出與指向性。極性由封裝的物理結構標示，通常為凹口或標記的陰極。精確的焊墊尺寸與建議的焊墊佈局對於可靠的焊接與熱管理至關重要，應嚴格遵循尺寸圖所示。

6. 焊接與組裝指南

正確的處理與焊接對於可靠性至關重要。

6.1 儲存與濕度敏感性

LED元件採用防潮屏障袋包裝，內含乾燥劑。在準備使用元件前，請勿開啟包裝袋。開啟前，儲存條件應為30°C以下且相對濕度(RH)90%以下。開啟後，若儲存於30°C/60%RH或更低的環境中，元件具有1年的「車間壽命」。未使用的零件應重新密封於防潮包裝中。若乾燥劑指示劑顯示已飽和或超過儲存時間，在進行迴流焊之前，需以60±5°C烘烤24小時，以防止「爆米花」損壞。

6.2 迴流焊溫度曲線

本裝置相容於無鉛迴流焊製程。建議的溫度曲線包括：150-200°C的預熱階段，持續60-120秒；液相線以上（217°C）時間為60-150秒；峰值溫度不超過260°C，最長持續時間10秒。升至峰值的最大升溫速率為6°C/秒，最大降溫速率為3°C/秒。迴流焊次數不應超過兩次。加熱過程中不應對LED施加應力，且焊接後PCB不應發生翹曲。

6.3 手工焊接與返修

若需進行手工焊接，烙鐵頭溫度必須低於350°C，且每個端子的接觸時間須限制在3秒或更短。烙鐵功率應為25W或更低。焊接每個端子之間應至少間隔2秒。不建議在LED焊接後進行返修。若不可避免，必須使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，並避免機械應力。必須事先評估返修過程中可能造成的損壞風險。

7. 封裝與訂購資訊

7.1 捲帶包裝規格

元件以寬度8mm的壓紋載帶供應，捲繞於標準7英吋（178mm）直徑的捲盤上。每捲盤包含2000個元件。捲盤的軸心直徑為13mm，凸緣直徑為180mm。載帶凹穴尺寸與節距的設計，旨在確保23-22C封裝在運輸與自動化處理過程中的穩固性。

7.2 標籤說明

The packaging includes labels with key information: CPN (Customer's Product Number), P/N (Product Number), QTY (Packing Quantity), CAT (Luminous Intensity Rank/Bin Code), HUE (Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank), REF (順向電壓 Rank), and LOT No (Lot Number for traceability).

8. 應用建議

8.1 設計考量

Current Limiting: 必須使用外部限流電阻。正向電壓存在一個範圍，電源電壓的微小變化可能導致電流大幅改變，進而可能引發瞬時故障。電阻值必須根據最壞情況下的VF（最小值）計算，以確保電流不超過最大額定值。
熱管理： 雖然功耗較低，但將接面溫度維持在限值內對於使用壽命和穩定的光輸出至關重要。若在高環境溫度或接近最大電流下工作，請確保有足夠的PCB銅箔面積或散熱孔。
ESD 防護： S2 晶片的 ESD 敏感度為 2000V (HBM)，BH 晶片則為 150V (HBM)。藍光 BH 晶片的 ESD 敏感度顯著更高。組裝時必須遵守標準的 ESD 處理預防措施，且在敏感環境中，BH 型號可能需要在電路層級加入 ESD 防護。

8.2 應用限制

本產品適用於一般商業與工業應用。其並非專為高可靠性應用所設計或認證，此類應用中的故障可能導致人身傷害或重大財產損失。這類應用包括但不限於軍事/航空航太系統、汽車安全關鍵系統（例如煞車、安全氣囊）以及生命維持醫療設備。對於這些應用，需要具備不同規格、認證與可靠性數據的產品。

9. Technical Comparison and Differentiation

本產品的關鍵差異化優勢在於，能在相同的機械封裝（23-22C）中提供兩種不同的半導體技術（AlGaInP 與 InGaN）。這使得設計師能從單一元件系列中採購具有相同佔位面積和焊接曲線的橙色與藍色指示燈，簡化了採購與PCB佈局流程。其130度的寬廣視角是反射器封裝的特點，相較於側視或頂視透鏡封裝能提供更為擴散的光線，這對於需要均勻光線分佈的背光與面板照明應用而言是一大優勢。其符合現代環保標準（無鉛、無鹵、REACH）雖是基本要求，但仍是市場准入的關鍵特性。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: 我可以將S2（橙色）與BH（藍色）LED並聯到同一個電壓源驅動嗎？
A: 若未經謹慎設計，則無法直接並聯使用。它們的典型順向電壓差異顯著（2.0V 對比 3.3V）。如果並聯到 3.3V 電源，橙色 LED 很可能會因過度驅動而損壞。必須根據每個 LED 的 VF 範圍分別計算並使用獨立的限流電阻。

Q: 料號中的後綴「B30/2A」是什麼意思？
A: 雖然此摘錄未明確解碼，但此類後綴通常代表發光強度（B30 可能與亮度分檔有關）和色度/電壓（2A 可能與顏色/波長及順向電壓分檔有關）的特定分檔組合。確切的對應關係應查閱製造商的完整分檔代碼文件來確認。

Q: 我該如何解讀「發光強度容差：±11%」這項註記？
A: 此容差適用於每個分檔（Code 1 或 Code 2）內所標示的數值。這表示當同時考慮分檔範圍與 ±11% 容差時，標示為 Bin 1（22.5-36.0mcd）的 LED，其實測值可能落在約 20.0mcd 至 40.0mcd 之間的任何位置。這對於需要嚴格亮度匹配的應用而言非常重要。

11. 實務設計與使用案例

Case: 設計一個多狀態指示燈面板： 一位設計師正在創建一個控制面板，需要一個綠色狀態LED（不在本資料表中）、一個橙色警告LED和一個藍色活動LED。雖然本資料表未涵蓋綠色LED，但它提供了橙色（S2）和藍色（BH）的選項。設計師可以對兩種彩色LED使用23-22C的封裝尺寸，從而將PCB佈局簡化為單一焊盤圖案。他們會設計三個獨立的驅動電路。對於橙色LED，假設電源為5V並以10mA為目標，為求安全，他們會使用最小VF（1.7V）來計算串聯電阻：R = (5V - 1.7V) / 0.01A = 330 歐姆。對於藍色LED：R = (5V - 2.7V) / 0.01A = 230 歐姆。他們會為兩者指定Bin Code 2，以確保最大且匹配的亮度。面板開孔將設計成能容納130度的視角，以實現最佳可見度。

12. 工作原理介紹

發光二極體（LEDs）是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種現象稱為電致發光。在S2（AlGaInP）晶片中，電子在磷化鋁鎵銦晶格中與電洞復合，以光子的形式釋放能量，其波長位於光譜的橙/紅色部分。在BH（InGaN）晶片中，復合發生在氮化銦鎵結構內，產生藍色光譜的光子。具體的顏色（波長）由半導體材料的能隙能量決定，這是在晶體生長過程中設計的。透明樹脂封裝充當透鏡和保護層，而整合的反射杯有助於將發出的光線向上導引，從而形成寬廣的視角。

13. 技術趨勢

LED產業持續朝著更高效率（每瓦更多流明）、更佳顯色性以及更微型化的方向發展。23-22C封裝代表一種成熟且廣泛採用的外形規格。當前SMD指示燈LED的趨勢包括開發更小的封裝（例如1.0x0.5mm）、在超薄設計中更多地採用晶片級封裝（CSP），以及將多色晶片（RGB）整合到單一封裝中以實現全彩可調光照明。在汽車和工業應用的推動下，業界也高度關注提升高溫條件下的可靠性和性能。為了從微型封裝中透過更高驅動電流來增加亮度，需要在晶片和封裝層面持續改進熱管理技術。